謝曉琳,向洋,錢鋒*,孫晨,宋永會(huì)
1.環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院
2.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院水環(huán)境治理研究室
3.清華大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)系
突發(fā)性環(huán)境污染事故是指在非正常的不可抗拒的時(shí)間、地點(diǎn)/場(chǎng)合,排污方式、排污途徑、排放種類、排放量、污染物濃度等均難以預(yù)料的環(huán)境污染事故。不同于一般的環(huán)境污染,它沒(méi)有固定的排放方式和排放途徑,瞬間污染物排放量大,對(duì)環(huán)境影響較大且對(duì)生命與生產(chǎn)安全構(gòu)成巨大威脅[1]。因此,突發(fā)性環(huán)境污染事故的應(yīng)急處理工作受到了世界各國(guó)政府的高度重視。
應(yīng)急處理工作主要是指將突發(fā)事故對(duì)外環(huán)境造成的影響降低到最小的相關(guān)工作,事故爆發(fā)后最初一段時(shí)間內(nèi)的處置措施得力與否,往往能決定整個(gè)事故全過(guò)程處置的成敗。近年來(lái),我國(guó)環(huán)境應(yīng)急管理工作取得積極進(jìn)展[2],突發(fā)性環(huán)境污染事故發(fā)生次數(shù)總體呈下降趨勢(shì)[3-4],環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)也受到了關(guān)注,學(xué)者們針對(duì)應(yīng)急處理技術(shù)開(kāi)展了一系列的相關(guān)研究。但目前關(guān)于環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)方面的綜述報(bào)道不多[5],相關(guān)量化分析更是鮮見(jiàn)。
筆者利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的方法,應(yīng)用CiteSpace 軟件對(duì)我國(guó)1995—2020 年環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行量化分析,從宏觀上展示該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,揭示研究熱點(diǎn)及未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì),以期為今后我國(guó)突發(fā)性環(huán)境污染事故的處理提供有效的科學(xué)支撐。
利用中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)我國(guó)環(huán)境污染事故應(yīng)急處理技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行分析。CNKI 專業(yè)檢索式為SU=(“處理”+“工藝”+“處置”+“技術(shù)”)AND SU=“應(yīng)急”AND SU=“污染”,時(shí)間跨度為1995 年1 月1 日—2020 年12 月31 日(實(shí)際數(shù)據(jù)為1996 年開(kāi)始,1995 年無(wú)相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)),來(lái)源類別選擇全部期刊,共檢索文獻(xiàn)397 篇,手動(dòng)刪除驗(yàn)收?qǐng)?bào)告、指南等相關(guān)性較小的文獻(xiàn)后篩選出331 篇研究型論文。
采用CiteSpace(5.5R2)軟件對(duì)上述篩選的文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量研究。CiteSpace 軟件[6]主要基于共引分析理論和尋徑網(wǎng)絡(luò)算法等對(duì)研究領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量建模,通過(guò)一系列可視化圖譜探尋出研究領(lǐng)域的演化路徑和發(fā)展前沿[7]。
繪制作者共現(xiàn)圖譜時(shí),選擇作者為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),閾值選擇g-index,k=25,時(shí)間切片設(shè)置為1 年,其余選擇默認(rèn)設(shè)置;繪制關(guān)鍵詞共現(xiàn)和聚類時(shí)間線圖譜時(shí),選擇關(guān)鍵詞作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)閾值選擇Top50,時(shí)間切片設(shè)置為1 年,其余選擇默認(rèn)設(shè)置。在軟件輸出的圖譜中,節(jié)點(diǎn)與字體標(biāo)簽的大小表示分析對(duì)象所出現(xiàn)的頻次;節(jié)點(diǎn)間的連線粗細(xì)與其合作或共現(xiàn)的強(qiáng)度呈正比,連線的多少則表明其合作或共現(xiàn)關(guān)系的密切程度[8]。
2.1.1發(fā)文量
為了系統(tǒng)分析我國(guó)環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)領(lǐng)域的研究歷程,對(duì)歷年的發(fā)文量進(jìn)行了歸納分析,結(jié)果如圖1 所示。由圖1 可以看出,我國(guó)在環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)領(lǐng)域的研究起步較晚,具體可以劃分為3 個(gè)階段:1)1995—2005 年是緩慢起步階段,該階段發(fā)文量極少,國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)該領(lǐng)域關(guān)注度不高。這可能與我國(guó)環(huán)境應(yīng)急管理工作的開(kāi)展不足有關(guān),該階段我國(guó)每年突發(fā)性環(huán)境污染事件發(fā)生的次數(shù)均在1 400 次以上[4],相關(guān)應(yīng)急處理技術(shù)的研究也較少。2)2006—2016 年是快速增長(zhǎng)階段,該階段的研究熱度相對(duì)較高。2006 年我國(guó)出臺(tái)了《國(guó)家突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案》,標(biāo)志著國(guó)家對(duì)突發(fā)環(huán)境事件的管控開(kāi)始加強(qiáng),相關(guān)污染治理投入逐漸增加,應(yīng)急處理技術(shù)的研究也開(kāi)始增多。3)2017—2020 年為平穩(wěn)發(fā)展階段,該階段發(fā)文量趨于平穩(wěn),表明該領(lǐng)域研究處于大體均衡的穩(wěn)定發(fā)展?fàn)顟B(tài),該階段年均發(fā)文量約15 篇,這也表明我國(guó)在該領(lǐng)域的研究較薄弱。
圖1 我國(guó)環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)領(lǐng)域發(fā)文量年度分布Fig.1 Statistics of papers published in the field of emergency treatment technologies for environmental emergencies in China
2.1.2發(fā)文期刊
對(duì)發(fā)文期刊的分析,有助于了解相關(guān)領(lǐng)域的核心期刊群,為學(xué)者論文發(fā)表、資料收集等提供參考[9]。我國(guó)環(huán)境污染應(yīng)急技術(shù)發(fā)文量排名前10 的期刊分布見(jiàn)圖2。過(guò)去25 年,我國(guó)環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)領(lǐng)域的331 篇文獻(xiàn)來(lái)自175 種期刊,表明國(guó)內(nèi)還沒(méi)有該領(lǐng)域的專門期刊,相關(guān)研究的載文期刊比較分散。其中《中國(guó)給水排水》以19 篇的發(fā)文量排名第一,占總發(fā)文量的5.7%。排名比較靠前的期刊均以水環(huán)境研究為主體,這與我國(guó)突發(fā)性環(huán)境事件的受體主要為水體密切有關(guān)[3-4,10-11]。
圖2 環(huán)境污染應(yīng)急技術(shù)發(fā)文量排名前10 的期刊名稱Fig.2 Top 10 journals of publications in the field of emergency treatment technologies for environmental emergencies
2.1.3研究作者
對(duì)高產(chǎn)作者及其合作團(tuán)隊(duì)的分析有助于了解關(guān)于環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)領(lǐng)域的研究人員狀況,還可以挖掘該領(lǐng)域有影響力的學(xué)者[12]。我國(guó)環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)作者網(wǎng)絡(luò)合作圖譜見(jiàn)圖3。圖中顯示的是發(fā)文量大于2 篇的作者,且每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表1 名學(xué)者,節(jié)點(diǎn)的大小代表其發(fā)文量多少,節(jié)點(diǎn)間的連線反映出作者之間的合作情況。由圖3 可以看出,國(guó)內(nèi)環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)領(lǐng)域研究者相對(duì)較多,但個(gè)人發(fā)文量較少,發(fā)文量較高的幾位作者為高乃云(9 篇)、劉學(xué)卿(9 篇)、陳蓓蓓(7 篇)、崔福義(6 篇)、張曉?。? 篇),其具體研究機(jī)構(gòu)見(jiàn)表1。高產(chǎn)作者間主要形成了3 個(gè)研究團(tuán)隊(duì),團(tuán)隊(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連線較為緊密,但團(tuán)隊(duì)與團(tuán)隊(duì)之間基本沒(méi)有連線鏈接,說(shuō)明科研團(tuán)隊(duì)之間的學(xué)術(shù)交流相對(duì)較少,故圖譜網(wǎng)絡(luò)密度并不高,僅為0.005 6,這也表明目前我國(guó)環(huán)境污染應(yīng)急技術(shù)的研究仍缺乏較強(qiáng)的領(lǐng)軍人物和核心研究團(tuán)隊(duì)。
圖3 我國(guó)環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)作者網(wǎng)絡(luò)合作圖譜Fig.3 Author’s cooperation map of emergency treatment technologies for environmental emergencies in China
表1 發(fā)文量排名前10 的作者及其研究機(jī)構(gòu)Table 1 Top 10 authors and their research institutions with largest number of publications
2.1.4研究機(jī)構(gòu)
各研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量排名如表2 所示。由表2可見(jiàn),研究機(jī)構(gòu)主要由高校組成,排名前3 位的分別為哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華南理工大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)。其中哈爾濱工業(yè)大學(xué)的崔福義、同濟(jì)大學(xué)的高乃云、清華大學(xué)的張曉健等發(fā)文量也排在前10 位,這在一定程度表明以上研究機(jī)構(gòu)在環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)領(lǐng)域具備較強(qiáng)的科研基礎(chǔ),培養(yǎng)了一批專業(yè)的人才。
表2 排名前10 的研究機(jī)構(gòu)發(fā)文數(shù)量Table 2 Top 10 institutions with largest number of publications
關(guān)鍵詞是一篇論文的核心觀點(diǎn),是論文主題的高度概括,因此,對(duì)某一領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞的分析,有助于挖掘該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[13]。選擇關(guān)鍵詞(Keyword)為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行CiteSpace 軟件。對(duì)應(yīng)急處理、應(yīng)急處置、活性炭、活性炭吸附等相似關(guān)鍵詞進(jìn)行合并處理,得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜(圖4)。由圖4 可以看出,在我國(guó)環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)領(lǐng)域,除了“應(yīng)急處理”“污染”為檢索的關(guān)鍵詞外,其余的關(guān)鍵詞主要代表了環(huán)境污染應(yīng)急處理的對(duì)象和方法。如“突發(fā)性水污染”“飲用水”“松花江”等關(guān)鍵詞顯示出環(huán)境污染應(yīng)急技術(shù)主要集中在水環(huán)境領(lǐng)域,這是因?yàn)槲覈?guó)突發(fā)性環(huán)境污染事件的主要受體為水環(huán)境[10-11],總體的受關(guān)注度較高;“活性炭”“粉末活性炭”“投加量”“吸附”“混凝”“高錳酸鉀”等關(guān)鍵詞揭示了環(huán)境污染應(yīng)急的主要技術(shù)手段;“鎘污染”“苯酚”“危險(xiǎn)化學(xué)品”“揮發(fā)酚”等關(guān)鍵詞顯示了環(huán)境污染事故主要的污染物種類。
圖4 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜Fig.4 Co-occurrence analysis of keywords
突現(xiàn)詞(Brust Terms)是指短時(shí)間內(nèi)使用頻率驟增的關(guān)鍵詞,強(qiáng)度越高代表短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的頻次越高[12]。突現(xiàn)詞側(cè)面也反映了當(dāng)時(shí)該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。從突現(xiàn)詞列表(表3)可以看出:“應(yīng)急監(jiān)測(cè)”是最早出現(xiàn)的突現(xiàn)詞,持續(xù)時(shí)間為7 年,表明應(yīng)急監(jiān)測(cè)最早受到關(guān)注且保持了較長(zhǎng)時(shí)間的研究熱度;2006 年間的突現(xiàn)詞有2 個(gè),分別為“松花江”和“硝基苯”,這主要與2005 年發(fā)生的松花江污染事件有關(guān);2007—2008 年的突現(xiàn)詞為“預(yù)氧化”和“活性炭”,表明這一階段研究的熱點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)移到具體技術(shù)層面上?!邦A(yù)氧化”的強(qiáng)度最高,表明這一階段預(yù)氧化技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注;2011 年的突現(xiàn)詞為“鎘污染”,表明該時(shí)間段對(duì)鎘污染關(guān)注較多。
表3 突現(xiàn)詞信息表Table 3 Information Table of Brust Terms
為更好地在時(shí)間序列上勾勒聚類主題的歷史跨度及聚類成員間的關(guān)聯(lián),直觀地表征知識(shí)演進(jìn)[6],繪制了關(guān)鍵詞聚類時(shí)間線圖,選擇前7 個(gè)聚類結(jié)果進(jìn)行展示,結(jié)果如圖5 所示。
一般認(rèn)為圖譜模塊值(modularity,Q)大于0.3時(shí),聚類是顯著的;平均輪廓值(mean silhouette,S)大于0.5 認(rèn)為聚類是合理的,S為0.7 時(shí),聚類是令人信服的[7]。圖5 中Q為0.695 8,表明聚類效果良好;S為0.916 6,表明聚類主題明確。
圖5 關(guān)鍵詞聚類時(shí)間線視圖Fig.5 Timeline view of keywords clustering
我國(guó)環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)的各聚類持續(xù)期各不相同。應(yīng)急監(jiān)測(cè)、技術(shù)方法和活性炭吸附3 個(gè)聚類中的相關(guān)研究從1996 年一直持續(xù)到2020 年。其余聚類主要在2006 年以后研究比較集中。篩選、應(yīng)急監(jiān)測(cè)、活性炭吸附在2020 年均有新的點(diǎn)出現(xiàn),說(shuō)明這可能是其今后發(fā)展的研究對(duì)象。圖譜中混凝聚類的相關(guān)研究停留在了2018 年,說(shuō)明在我國(guó)環(huán)境污染應(yīng)急處理領(lǐng)域混凝可能不再是研究熱點(diǎn)。
根據(jù)聚類分析的結(jié)果,將環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)的研究熱點(diǎn)進(jìn)一步總結(jié)為以下3 個(gè)研究方向。
2.3.1應(yīng)急監(jiān)測(cè)
突發(fā)性環(huán)境污染事故處理建立在準(zhǔn)確的應(yīng)急監(jiān)測(cè)結(jié)果基礎(chǔ)之上,只有準(zhǔn)確判斷出突發(fā)性環(huán)境污染事故的污染狀況、污染類型,才能夠提高處理效率,應(yīng)急監(jiān)測(cè)在突發(fā)性環(huán)境污染事故處理中具有極為重要的作用[14]。圖5 顯示應(yīng)急監(jiān)測(cè)這個(gè)聚類研究熱度持續(xù)時(shí)間從1996 年延續(xù)到2020 年,足以看出研究人員對(duì)應(yīng)急監(jiān)測(cè)技術(shù)的重視。
該聚類下的研究主要基于突發(fā)環(huán)境污染的特點(diǎn),對(duì)如何實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)的應(yīng)急檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備的內(nèi)容及方法進(jìn)行分析和探討。如曲茉莉等[15]介紹了無(wú)人遙感檢測(cè)技術(shù)、無(wú)人船監(jiān)測(cè)等新型的監(jiān)測(cè)手段;徐亮等[16]以移動(dòng)監(jiān)測(cè)車為載體集成了VOCs 在線質(zhì)譜儀、GPS 信息記錄儀和氣象參數(shù)儀等設(shè)備的VOCs 走航觀測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了VOCs 污染物的高時(shí)空分辨率的走航觀測(cè),并在“3·21”響水特大爆炸事故中開(kāi)展了探索性的應(yīng)用;王有家等[17-18]對(duì)常規(guī)性應(yīng)急監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備、便攜式儀器監(jiān)測(cè)技術(shù)、生物監(jiān)測(cè)技術(shù)以及定性和定量監(jiān)測(cè)技術(shù)等進(jìn)行了闡述。
在該聚類主題下的研究主要基于現(xiàn)有監(jiān)測(cè)手段的梳理總結(jié),但是由于事故處置現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜、時(shí)間緊迫,如何實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)尚缺乏統(tǒng)一的技術(shù)指導(dǎo)。
2.3.2技術(shù)篩選
應(yīng)急處理技術(shù)的選擇對(duì)于整個(gè)事故處置具有重要的影響,應(yīng)急處理技術(shù)應(yīng)該具有處理效果顯著、實(shí)施快速,易于操作、費(fèi)用成本適宜等特點(diǎn)[19]。對(duì)突發(fā)環(huán)境污染事件進(jìn)行應(yīng)急處理時(shí),適宜的應(yīng)急處理技術(shù)或技術(shù)組合至關(guān)重要[20]。精準(zhǔn)的應(yīng)急處理措施一般要根據(jù)事故的具體情景態(tài)勢(shì)來(lái)確定,通常采用“情景—應(yīng)對(duì)”模式來(lái)解決事故中的應(yīng)急處理問(wèn)題[21]。圖5 顯示,環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)的篩選雖起步較晚,但受到的關(guān)注度較高,且研究熱度一直持續(xù)到2020 年,表明該方向是應(yīng)急處理技術(shù)領(lǐng)域研究的重點(diǎn),也是未來(lái)重要的研究對(duì)象。
劉仁濤等[20]基于推理技術(shù)(CBR)和模糊多屬性群決策模型(MADM)的優(yōu)勢(shì),建立了環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)的CBR-MADM 兩步篩選法模型。張江石等[21]以天津港“8·12”事故為例,結(jié)合動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建情景推演模型,來(lái)實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)化學(xué)品事故中關(guān)鍵情景的推演。羅玉蘭等[22]針對(duì)突發(fā)化學(xué)品污染事故建立了基于Dempster-Shafer 證據(jù)理論和改進(jìn)層次分析法的應(yīng)急處理技術(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)選體系。Shi 等[23]使用事件樹(shù)方法創(chuàng)建54 種不同的化學(xué)品污染事故場(chǎng)景,建立了基于群體決策改進(jìn)層次分析法(AHP)的技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并用于山西長(zhǎng)治濁漳河苯胺污染事件的應(yīng)急處理技術(shù)篩選中,取得了一定的效果。Liu 等[24]針對(duì)化學(xué)品泄漏應(yīng)急技術(shù)篩選,建立了基于動(dòng)態(tài)模糊GRA 方法的評(píng)價(jià)框架,提出了應(yīng)急技術(shù)篩選的優(yōu)化方案。Liu 等[25]針對(duì)應(yīng)急材料的篩選,建立了基于差異驅(qū)動(dòng)修正策略的多案例推理模型方法(DDRS-MCBR),并以2012 年的實(shí)際環(huán)境污染事故為案例,對(duì)材料庫(kù)、案例庫(kù)、篩選模型進(jìn)行了驗(yàn)證。張茉莉等[26]通過(guò)基于案例推理的結(jié)構(gòu)化層次存儲(chǔ)和搜索技術(shù),構(gòu)建應(yīng)用管理案例庫(kù),為決策者提供相對(duì)優(yōu)化的解決方案工具。
目前對(duì)于技術(shù)篩選的研究主要是基于模型的推演和案例庫(kù)的設(shè)計(jì),在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中對(duì)于應(yīng)急技術(shù)庫(kù)、案例庫(kù)等的建設(shè)仍需進(jìn)一步豐富推演情景,提高技術(shù)篩選的速度。
2.3.3技術(shù)方法
該聚類主要對(duì)應(yīng)急處理的具體技術(shù)進(jìn)行了歸納。目前,環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)主要有吸附法、混凝沉淀法、氧化分解法等[5]。
(1)吸附法
吸附法主要是利用活性炭等吸附材料去除水體中的污染物?;钚蕴课骄哂袕V譜性[27],幾乎能吸附去除水中大部分的污染物,適宜處理污染變化大的廢水,特別適用于突發(fā)性污染事件[28]。活性炭對(duì)水體中的有機(jī)污染物[29]、重金屬[30]等均有較好的吸附效果。于吉亭[31]比較了粉末活性炭和水廠常規(guī)處理工藝在去除石油類有機(jī)污染處理能力上的差別,發(fā)現(xiàn)粉末活性炭對(duì)石油類有機(jī)污染物的處理能力(2.1~2.3 mg/L)遠(yuǎn)大于常規(guī)混凝工藝的處理能力(0.15 mg/L),適合在突發(fā)污染時(shí)使用。劉韻達(dá)等[32]研究表明,粉末活性炭投加量為20 mg/L,可使超標(biāo)15 倍的酚污染原水沉淀后達(dá)標(biāo),酚去除率為20.5%~44%。劉成等[33]研究發(fā)現(xiàn),活性炭對(duì)太湖藻類爆發(fā)的污染事件中的致臭物質(zhì),包括1-甲醛基-2,6,6 三甲基-1-環(huán)己烯、辛醛、環(huán)己硫、環(huán)己酮等均有良好的去除效果。在2005 年松花江水污染事故應(yīng)急處理中,采用粉末活性炭吸附水源水硝基苯及凈水廠砂濾池新增顆?;钚蕴繛V層雙重安全屏障的應(yīng)急處理工藝,處理后硝基苯濃度滿足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[34]。2019 年響水“3·21”特別重大爆炸事故中,科研人員采用活性炭好氧強(qiáng)曝氣工藝對(duì)爆炸大坑廢水進(jìn)行了預(yù)處理,保證了后續(xù)工藝處理的效果。
吸附法可快速清除水體中的污染物,但該方法面臨著諸多問(wèn)題,如吸附材料多為顆粒狀或者粉末狀,直接投放于污染水域存在不易回收的問(wèn)題,已吸附飽和的活性炭增加了污泥的處理成本和難度,如不妥善處理,易引起二次污染[28]。吸附材料一般要固定在編織網(wǎng)袋中,但是固定使得吸附材料緊密堆積,導(dǎo)致吸附材料與水體接觸的比表面積減小,降低了其去污效能,另外該種方式會(huì)阻礙水體的流動(dòng)[5]。
(2)化學(xué)混凝
化學(xué)混凝沉淀是通過(guò)調(diào)整pH、投加沉淀劑或是改變污染物離子的價(jià)態(tài),使重金屬離子污染物或非金屬離子污染物生成金屬氫氧化物或碳酸鹽等沉淀形式,再通過(guò)鋁鹽、鐵鹽等絮凝及沉淀去除的工藝[5]。根據(jù)具體工藝又可分為堿性化學(xué)沉淀法、硫化物沉淀法和其他化學(xué)沉淀法[29]。張曉健等[35]研究了弱堿性化學(xué)沉淀法去除鎘離子的原理,明確了飲用水中鎘離子去除的要點(diǎn),并在龍江河鎘污染事件進(jìn)行了成功應(yīng)用。姚娟娟等[36]研究表明,在原水中的砷離子濃度超標(biāo)50 倍時(shí),可以通過(guò)增加聚合硫酸鐵的投加量實(shí)現(xiàn)出水達(dá)標(biāo),當(dāng)砷離子濃度超標(biāo)100 倍時(shí),需要進(jìn)一步結(jié)合膨潤(rùn)土吸附來(lái)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的達(dá)標(biāo)。劉學(xué)卿等[37]研究發(fā)現(xiàn)投加聚合氯化鋁可以實(shí)現(xiàn)飲用水中鉛離子的去除。
在實(shí)際應(yīng)急處理的過(guò)程中,混凝沉淀法需要將污染水域隔離開(kāi),以便于進(jìn)行pH 調(diào)節(jié),混凝沉淀物的回收及混凝沉淀后水體的后續(xù)處理等都十分繁瑣,對(duì)于流動(dòng)水體,該方法的使用更加有局限性?;瘜W(xué)混凝沉淀法主要適合水中重金屬的應(yīng)急去除。
(3)氧化分解
氧化分解法是采用高錳酸鉀、臭氧等氧化劑將水中有機(jī)污染物氧化去除的方法[29]。劉韻達(dá)等[32]研究發(fā)現(xiàn),高錳酸鉀和臭氧具有很好的應(yīng)急除酚效果,3 mg/L 的臭氧可使0.2 mg/L 的苯酚原水沉淀后達(dá)標(biāo),0.5 mg/L 的高錳酸鉀可去除50%的苯酚。王新剛等[38]研究發(fā)現(xiàn),粉末活性炭吸附-KMnO4氧化聯(lián)用技術(shù)可大大提高除酚效能,投加50 mg/L 粉末活性炭,2 mg/L 的KMnO4可將初始濃度為250 和500μg/L 的含酚原水分別處理至18 和66 μg/L。Xu等[39]認(rèn)為高鐵酸鉀氧化沉淀工藝更適合水環(huán)境中鉈離子應(yīng)急處理。韓瑾等[40]采用高錳酸鹽復(fù)合藥劑(PPC)預(yù)氧化/混凝沉淀工藝對(duì)飲用水中的鎘進(jìn)行去除,結(jié)果表明該技術(shù)對(duì)鎘離子的去除率為95.2%。
氧化分解法向水體中投加化學(xué)藥劑,容易造成水體二次污染,且殘留的化學(xué)藥劑需要進(jìn)行后處理,使得該方法工藝復(fù)雜,操作繁瑣,因此其用于自然水體污染的應(yīng)急處理還有待于進(jìn)一步研究。
(1)我國(guó)環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)研究起步較晚,在2005 年之前,相關(guān)研究的論文極少;2006—2016 年是發(fā)文量快速增長(zhǎng)階段,表明我國(guó)對(duì)應(yīng)急管理工作不斷加強(qiáng);2017 年后趨于平穩(wěn),表明國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域研究處于大體均衡的穩(wěn)定發(fā)展?fàn)顟B(tài)??傮w而言我國(guó)在該領(lǐng)域發(fā)文量不足,研究基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。
(2)我國(guó)環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)研究領(lǐng)域相關(guān)學(xué)者較多,主要團(tuán)隊(duì)的內(nèi)部聯(lián)系較為緊密,但是各團(tuán)隊(duì)之間尚未建立廣泛的合作關(guān)系,應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流。
(3)我國(guó)環(huán)境污染應(yīng)急處理技術(shù)主要圍繞水環(huán)境領(lǐng)域,研究熱點(diǎn)主要是技術(shù)篩選、應(yīng)急監(jiān)測(cè)以及活性炭吸附和混凝等。這也反映出適宜的應(yīng)急技術(shù)和快速的監(jiān)測(cè)手段是該領(lǐng)域內(nèi)亟需解決的問(wèn)題。